高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的原因及處理分析

邱愛慧

山東潤成工程質(zhì)量檢測有限公司 山東淄博 255000

1 橋梁混凝土裂縫成因分析

1.1 干縮裂縫

在混凝土拌和與澆筑過程中，往往需要投放大量的水來促進(jìn)各材質(zhì)的契合。但是施工中混凝土含水率與空氣含水率存在一定差距，進(jìn)而產(chǎn)生溫差。對于澆筑完成的混凝土而言，在初凝完成，尚未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時，由于內(nèi)部水泥水化熱劇烈，導(dǎo)致內(nèi)外溫差增大，進(jìn)而出現(xiàn)泌水和水分蒸發(fā)過快等問題。水分蒸發(fā)過程中，表層水分蒸發(fā)速度較快，但是內(nèi)部水分蒸發(fā)速度慢。同時，表層混凝土收縮過程中，深層混凝土、鋼筋及模板等會對其產(chǎn)生制約作用，并在內(nèi)部形成拉應(yīng)力。一旦拉應(yīng)力超出抗拉強(qiáng)度，表面就會出現(xiàn)裂縫。在混凝土固化凝結(jié)的過程中，因為自身重量因素，會產(chǎn)生 1%左右的塑性收縮，使得混凝土失水收縮量增大，在骨料下沉過程中，會因為鋼筋的阻擋作用而沿著鋼筋方向產(chǎn)生裂縫[1]。

1.2 施工因素

在實(shí)際施工中，骨料內(nèi)含有的活性炭會與水泥、地下水中的堿、外加劑等共同作用，導(dǎo)致自身體積膨脹，并在內(nèi)部產(chǎn)生局部拉力。內(nèi)部會產(chǎn)生有害化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致侵害性效應(yīng)聚集，這樣一來，混凝土就會出現(xiàn)器質(zhì)性變化，也會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。在拌和混凝土的過程中，往往需要摻入減水劑，如果攪拌的時間過短，就會影響減水劑作用的發(fā)揮。在運(yùn)輸和澆筑完成后，減水劑的作用發(fā)揮完全，使混凝土坍落度增大，離析現(xiàn)象會更明顯，形成裂縫的可能性也會明顯變大。由于大多數(shù)橋梁采用的是箱梁結(jié)構(gòu)，聯(lián)箱梁落架無法在同一時間內(nèi)完成，所以，會從簡支梁逐漸發(fā)展為連續(xù)梁的受力體系，進(jìn)而與設(shè)計受力體系相接近，如果落架順序不合理或者時間長，將難以達(dá)到預(yù)定設(shè)計強(qiáng)度，這也會導(dǎo)致裂縫的生成。

1.3 水泥水化熱

在完成混凝土澆筑工作后，大體積混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生大量的水化熱，而混凝土的導(dǎo)熱性能又比較差，大量的熱量會聚集于結(jié)構(gòu)內(nèi)部無法有效散發(fā)出去，進(jìn)而出現(xiàn)內(nèi)部溫度差，再加上溫度應(yīng)力作用，如果溫度應(yīng)力比混凝土抗壓強(qiáng)度大，就會出現(xiàn)裂縫。據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示，如果混凝土內(nèi)外溫差超過 25℃，就會出現(xiàn)裂縫，如果使用的水泥越細(xì)，那么早期強(qiáng)度就會比較高，單位體積內(nèi)，如果使用的水泥用量比較大，那么早期水化熱會導(dǎo)致溫度升高加快，形成的溫度梯度也比較大，那樣就會產(chǎn)生裂縫[2]。

2 防治混凝土裂縫的具體措施

2.1 對于混凝土進(jìn)行早期的施工養(yǎng)護(hù)

公路橋梁工程能否達(dá)到最佳的工程施工效益，其直接決定于混凝土養(yǎng)護(hù)。因此關(guān)于橋梁施工若能做到全面推行早期養(yǎng)護(hù)的措施，則有利于維持混凝土的完整性與堅固性，進(jìn)而體現(xiàn)了避免裂縫的良好效果。具體針對早期養(yǎng)護(hù)來講，關(guān)鍵在于科學(xué)控制材料配比，對于水灰比也要適當(dāng)進(jìn)行降低。施工單位需要做到切實(shí)關(guān)注混凝土的經(jīng)常養(yǎng)護(hù)，而不能夠怠于進(jìn)行混凝土的基本養(yǎng)護(hù)操作。經(jīng)過全面的養(yǎng)護(hù)操作后，公路橋梁構(gòu)造就不會頻繁出現(xiàn)裂縫的事故，同時也達(dá)到了混凝土質(zhì)量控制的效果。

2.2 做好相應(yīng)的保濕與保溫措施

對于澆筑混凝土的操作在全面完成以后，通常來講，就要進(jìn)入混凝土保濕與保溫的環(huán)節(jié)中。施工單位針對混凝土結(jié)構(gòu)如果能全面做好相應(yīng)的保濕措施與保溫措施，則有利于緩慢降低當(dāng)前的混凝土表層溫度，進(jìn)而達(dá)到了避免收縮裂縫的效果。例如在炎熱季節(jié)如果有必要開展公路橋梁的建造與施工，則關(guān)鍵在于防止陽光直射混凝土。反之，如果遇到冬季施工的情形，那么應(yīng)當(dāng)格外重視外溫的波動，確?；炷敛粫艿窖杆俳档偷耐饨鐨鉁赜绊?。施工單位通過運(yùn)用濕度控制以及溫度控制的措施，應(yīng)當(dāng)可以確保達(dá)到較好的混凝土保濕與保溫效果。

2.3 混凝土施工工藝控制

對于混凝土施工工藝的控制需要嚴(yán)格按照施工工程的流程進(jìn)行。第一，需要在具體的施工之前，做好準(zhǔn)備工作。具體包括現(xiàn)場的勘察工作，包括當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、季節(jié)性因素以及人為因素，從而確定施工的主要影響因素并及時做好相關(guān)的預(yù)防和應(yīng)對措施。針對勘察報告，需要結(jié)合周圍的實(shí)際情況，明確施工條件，包括施工采用的技術(shù)以及設(shè)備還有材料的強(qiáng)度控制，從而為施工打下良好的環(huán)境基礎(chǔ)。第二，需要結(jié)合多種因素確定合理的施工方案，包括材料的性能，人員的培訓(xùn)，在進(jìn)行實(shí)際特種作業(yè)時要做好安全防護(hù)工作以及安全檢查。相關(guān)的監(jiān)理部門要切實(shí)負(fù)責(zé)，及時做好各項檢查的報告工作。在具體施工過程中，要做好接縫施工工作，在橫向板塊之間必須設(shè)置科學(xué)合理的縮縫。同時根據(jù)具體情況設(shè)計一定的脹縫，必要時需要構(gòu)造假縫加傳力桿型，提高橋面的荷載能力。通過一系列的處理來提高混凝土的性能，做好接縫管理工作?；炷粱旌喜牧鲜鞘┕さ闹匾牧匣A(chǔ)。需要結(jié)合施工的具體情況，做好水泥的選擇、混合材料的添加、配比以及溫度的控制工作。通常情況下為保證總體強(qiáng)度，需要選擇硅酸鹽水泥材料，同時在材料的對比過程中以及進(jìn)場前需要及時進(jìn)行材料性能的檢測。并做好記錄，對于不同廠家、不同型號的水泥應(yīng)該注意要分類存放。在不同的季節(jié)需要及時進(jìn)行檢查，將水泥的入罐溫度控制在合理范圍以內(nèi)[3]。

3 結(jié)語

總之，高速公路橋梁裂縫的產(chǎn)生會造成橋梁使用功能下降，并造成鋼筋銹蝕、混凝土發(fā)生碳化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的耐久性與橋梁的承載力下降，有多種原因會導(dǎo)致裂縫生長，為此，需要立足于裂縫防治實(shí)際，了解裂縫的形成機(jī)理，在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的措施，以防出現(xiàn)裂縫。